Аналитик геометрийн асуудлыг хэрхэн шийдэж сурах вэ?
Хавтгай дээрх гурвалжинтай холбоотой ердийн асуудал

Энэ хичээлийг хавтгайн геометр ба сансар огторгуйн геометрийн хоорондох экватор руу ойртох талаар бий болгосон. Одоогийн байдлаар хуримтлагдсан мэдээллийг системчилж, маш чухал асуултанд хариулах шаардлагатай байна. Аналитик геометрийн асуудлыг хэрхэн шийдэж сурах вэ?Хэцүү зүйл бол та геометрийн хязгааргүй олон тооны бодлого бодож олох боломжтой бөгөөд ямар ч сурах бичигт олон янзын жишээг багтаахгүй. Биш функцийн деривативялгах таван дүрэм, хүснэгт, хэд хэдэн арга техниктэй.

Шийдэл бий! Би ямар нэгэн гайхалтай техник боловсруулсан тухайгаа чанга ярихгүй, гэхдээ миний бодлоор хэлэлцэж буй асуудалд үр дүнтэй арга байдаг бөгөөд энэ нь бүрэн дамми хүртэл сайн, маш сайн үр дүнд хүрэх боломжийг олгодог. Наад зах нь геометрийн бодлого бодох ерөнхий алгоритм миний толгойд маш тодорхой тогтсон.

ТА МЭДЭХ ХЭРЭГТЭЙ, ХИЙХ ЧАДВАРТАЙ БАЙХ
геометрийн асуудлыг амжилттай шийдвэрлэхийн тулд?

Үүнээс зугтах зүйл алга - хамараараа товчлуурыг санамсаргүй цохихгүйн тулд та аналитик геометрийн үндсийг эзэмших хэрэгтэй. Тиймээс хэрэв та геометрийн хичээлийг дөнгөж судалж эхэлсэн эсвэл бүр мартсан бол хичээлээ эхлүүлээрэй Дамми нарт зориулсан векторууд. Векторууд ба тэдгээртэй хийх үйлдлээс гадна та хавтгай геометрийн үндсэн ойлголтуудыг мэдэх хэрэгтэй. хавтгай дээрх шулууны тэгшитгэлМөн . Орон зайн геометрийг нийтлэлд үзүүлэв Хавтгай тэгшитгэл, Орон зай дахь шугамын тэгшитгэл, Шулуун ба хавтгай дээрх үндсэн бодлого болон бусад хичээлүүд. Хоёрдахь эрэмбийн муруй шугамууд ба орон зайн гадаргуу нь бие биенээсээ бага зэрэг зайд байрладаг бөгөөд тэдгээрт тийм ч тодорхой асуудал байдаггүй.

Оюутан аналитик геометрийн хамгийн энгийн бодлогуудыг шийдвэрлэх үндсэн мэдлэг, чадвартай болсон гэж үзье. Гэхдээ иймэрхүү зүйл тохиолддог: та асуудлын мэдэгдлийг уншиж, ... та бүх зүйлийг бүхэлд нь хааж, хамгийн хол буланд хаяж, муу зүүд шиг мартахыг хүсч байна. Түүнээс гадна, энэ нь үндсэндээ таны ур чадварын түвшнээс хамаардаггүй, би өөрөө үе үе шийдэл нь тодорхойгүй ажлуудтай тулгардаг. Ийм тохиолдолд юу хийх вэ? Та ойлгохгүй байгаа ажлаас айх шаардлагагүй!

Нэгдүгээрт, суурилуулсан байх ёстой - Энэ "хавтгай" эсвэл орон зайн асуудал уу?Жишээлбэл, хэрэв нөхцөл нь хоёр координат бүхий векторуудыг багтаасан бол энэ нь мэдээжийн хэрэг, хавтгайн геометр юм. Хэрэв багш талархалтай сонсогчдод пирамид ачсан бол орон зайн геометр байгаа нь тодорхой юм. Эхний алхамын үр дүн аль хэдийн сайн байна, учир нь бид энэ даалгаварт шаардлагагүй асар их хэмжээний мэдээллийг хасаж чадсан!

Хоёрдугаарт. Нөхцөл байдал нь ихэвчлэн геометрийн дүрстэй холбоотой байх болно. Үнэхээр төрөлх их сургуулийнхаа коридороор алхвал та маш их санаа зовсон царайг харах болно.

"Хавтгай" бодлогод тодорхой цэг, шугамыг дурдахгүй байхын тулд хамгийн алдартай дүрс бол гурвалжин юм. Бид үүнийг нарийвчлан шинжлэх болно. Дараа нь параллелограмм ирдэг бөгөөд тэгш өнцөгт, дөрвөлжин, ромб, тойрог болон бусад хэлбэрүүд нь хамаагүй бага байдаг.

Орон зайн асуудалд ижил хавтгай дүрсүүд + онгоцнууд өөрсдөө болон параллелепипед бүхий нийтлэг гурвалжин пирамидууд нисч чаддаг.

Хоёр дахь асуулт - Та энэ зургийн талаар бүгдийг мэдэх үү?Нөхцөл нь ижил өнцөгт гурвалжны тухай ярьж байна гэж бодъё, мөн та энэ гурвалжин ямар төрлийн гурвалжин болохыг маш тодорхой санадаггүй. Бид сургуулийн сурах бичгийг нээж, тэгш өнцөгт гурвалжны тухай уншдаг. Яах вэ... эмч ромб гэж хэлсэн, ромбо гэсэн үг. Аналитик геометр бол аналитик геометр, гэхдээ Асуудлыг дүрсүүдийн геометрийн шинж чанараар шийдэх болно, сургуулийн сургалтын хөтөлбөрөөс бидэнд мэдэгддэг. Хэрэв та гурвалжны өнцгийн нийлбэр хэд болохыг мэдэхгүй бол та удаан хугацаанд зовж шаналж болно.

Гуравдугаарт. Зургийг үргэлж дагаж мөрдөхийг хичээ(ноорог/дуусгасан хуулбар дээр/сэтгэцийн хувьд), энэ нь нөхцөлөөр шаардлагагүй байсан ч. "Хавтгай" асуудалд Евклид өөрөө захирагч, харандаа авахыг тушаажээ - зөвхөн нөхцөл байдлыг ойлгохын тулд төдийгүй өөрийгөө шалгах зорилгоор. Энэ тохиолдолд хамгийн тохиромжтой масштаб нь 1 нэгж = 1 см (2 дэвтэр нүд) юм. хайхрамжгүй оюутнууд, математикчид булшиндаа эргэлдэж байгаа тухай ярихаа больё - ийм бодлогод алдаа гаргах нь бараг боломжгүй юм. Орон зайн даалгаврын хувьд бид схемийн зургийг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь нөхцөл байдалд дүн шинжилгээ хийхэд тусална.

Зураг эсвэл бүдүүвч зураг нь ихэвчлэн асуудлыг шийдэх арга замыг шууд харах боломжийг олгодог. Мэдээжийн хэрэг, үүний тулд та геометрийн үндэс суурийг мэдэж, геометрийн дүрсийн шинж чанарыг ойлгох хэрэгтэй (өмнөх догол мөрийг үзнэ үү).

Дөрөвдүгээрт. Шийдлийн алгоритм боловсруулах. Геометрийн олон асуудлууд нь олон үе шаттай байдаг тул шийдэл, түүний загвар нь цэг болгон задлахад маш тохиромжтой. Ихэнх тохиолдолд алгоритм нь нөхцөлийг уншиж эсвэл зурж дуусгасны дараа шууд санаанд орж ирдэг. Хэцүү тохиолдолд бид даалгаврын АСУУЛТ-аас эхэлнэ. Жишээлбэл, "та шулуун шугам барих хэрэгтэй ..." гэсэн нөхцлийн дагуу. Энд хамгийн логик асуулт бол: "Энэ шулуун шугамыг барихад юу мэдэхэд хангалттай вэ?" "Бид цэгийг мэддэг, бид чиглэлийн векторыг мэдэх хэрэгтэй" гэж бодъё. Бид дараах асуултыг асууж байна: "Энэ чиглэлийн векторыг хэрхэн олох вэ? Хаана?" гэх мэт.

Заримдаа "алдаа" байдаг - асуудал шийдэгдээгүй, тэгээд л болоо. Зогсоох шалтгаан нь дараахь байж болно.

- Суурь мэдлэгийн ноцтой зөрүү. Өөрөөр хэлбэл, та маш энгийн зүйлийг мэдэхгүй ба/эсвэл харахгүй байна.

– Геометрийн дүрсийн шинж чанарыг үл тоомсорлодог.

- Даалгавар хэцүү байсан. Тиймээ, тохиолддог. Олон цагаар ууранд жигнэж, алчууранд нулимс цуглуулах нь утгагүй юм. Багш, хамт суралцагч нараасаа зөвлөгөө авах эсвэл форум дээр асуулт асуугаарай. Түүгээр ч барахгүй шийдлийн таны ойлгохгүй байгаа хэсгийг тодорхой болгох нь дээр. "Асуудлыг хэрхэн шийдэх вэ?" тийм ч сайн харагдахгүй байна ... мөн хамгийн чухал нь таны нэр хүндийн төлөө.

Тавдугаар шат. Бид шийднэ-шалгана, шийднэ-шалгана, шийднэ-шалгана-хариулна. Даалгаврын цэг бүрийг шалгах нь ашигтай байдаг дууссаны дараа шууд. Энэ нь алдааг даруй илрүүлэхэд тусална. Мэдээжийн хэрэг, асуудлыг бүхэлд нь хурдан шийдвэрлэхийг хэн ч хориглодоггүй, гэхдээ бүгдийг дахин бичих эрсдэлтэй байдаг (ихэвчлэн хэд хэдэн хуудас).

Эдгээр нь магадгүй асуудлыг шийдвэрлэхдээ дагаж мөрдөх ёстой бүх гол зүйл юм.

Хичээлийн практик хэсгийг хавтгай геометрээр үзүүлэв. Зөвхөн хоёр жишээ байх болно, гэхдээ хангалттай биш юм шиг =)

Шинжлэх ухааны бяцхан ажил дээрээ саяхан үзсэн алгоритмын утгыг авч үзье.

Жишээ 1

Параллелограммын гурван орой өгөгдсөн. Дээд талыг ол.

Ингээд ойлгож эхэлцгээе:

Нэгдүгээр алхам: “Хавтгай” асуудал ярьж байгаа нь ойлгомжтой.

Хоёрдугаар алхам: Асуудал нь параллелограммыг авч үздэг. Энэ параллелограмм дүрсийг бүгд санаж байна уу? Инээмсэглэх шаардлагагүй, олон хүн 30-40-50 ба түүнээс дээш насанд боловсрол эзэмшдэг тул энгийн баримтуудыг ч ой санамжаас арилгадаг. Параллелограммын тодорхойлолтыг хичээлийн 3-р жишээнд үзүүлэв Векторуудын шугаман (бус) хамаарал. Векторуудын үндэс.

Гуравдугаар алхам: Бид гурван мэдэгдэж буй оройг тэмдэглэсэн зураг зурцгаая. Хүссэн цэгээ шууд бий болгох нь тийм ч хэцүү биш нь инээдтэй юм.

Үүнийг бүтээх нь мэдээж сайн хэрэг, гэхдээ шийдлийг аналитик байдлаар томъёолох ёстой.

Дөрөвдүгээр алхам: Шийдлийн алгоритм боловсруулах. Хамгийн түрүүнд санаанд орж байгаа зүйл бол цэгийг шугамын огтлолцол гэж үзэж болно. Бид тэдний тэгшитгэлийг мэдэхгүй тул бид энэ асуудлыг шийдэх хэрэгтэй болно.

1) Эсрэг талууд параллель байна. Оноогоор Эдгээр талуудын чиглэлийн векторыг олъё. Энэ бол ангид яригдаж байсан хамгийн энгийн асуудал юм. Дамми нарт зориулсан векторууд.

Жич: "хажуу талыг агуулсан шулууны тэгшитгэл" гэж хэлэх нь илүү зөв боловч энд, цаашлаад би "талын тэгшитгэл", "талын чиглэлийн вектор" гэх мэт хэллэгүүдийг ашиглах болно.

3) Эсрэг талууд параллель байна. Цэгүүдийг ашиглан бид эдгээр талуудын чиглэлийн векторыг олно.

4) Цэг ба чиглэлийн векторыг ашиглан шулуун шугамын тэгшитгэлийг байгуулъя

1-2, 3-4-р догол мөрөнд бид нэг асуудлыг хоёр удаа шийдсэн бөгөөд дашрамд хэлэхэд энэ тухай хичээлийн 3-р жишээн дээр хэлэлцсэн. Онгоц дээрх шулуун шугамын хамгийн энгийн асуудлууд. Илүү урт замыг сонгох боломжтой байсан - эхлээд шугамуудын тэгшитгэлийг олж, зөвхөн дараа нь тэдгээрээс чиглэлийн векторуудыг "сугалах" боломжтой.

5) Одоо шугамын тэгшитгэлүүд мэдэгдэж байна. Шугаман тэгшитгэлийн харгалзах системийг зохиож, шийдвэрлэх л үлдлээ (ижил хичээлийн 4, 5-р жишээг үзнэ үү). Онгоц дээрх шулуун шугамын хамгийн энгийн асуудлууд).

Гол нь олдсон.

Даалгавар нь маш энгийн бөгөөд шийдэл нь ойлгомжтой, гэхдээ илүү богино арга зам бий!

Хоёр дахь шийдэл:

Параллелограммын диагональуудыг огтлолцох цэгээр нь хуваана. Би цэгийг тэмдэглэсэн боловч зургийг будлиулахгүйн тулд диагональуудыг өөрөө зураагүй.

Хажуугийн цэгийн тэгшитгэлийг цэгээр байгуулъя :

Шалгахын тулд та оюун ухаанаараа эсвэл ноорог дээр цэг бүрийн координатыг үүссэн тэгшитгэлд орлуулах хэрэгтэй. Одоо налууг олъё. Үүнийг хийхийн тулд бид ерөнхий тэгшитгэлийг налуугийн коэффициент бүхий тэгшитгэл хэлбэрээр дахин бичнэ.

Тиймээс налуу нь:

Үүний нэгэн адил бид талуудын тэгшитгэлийг олдог. Би ижил зүйлийг тайлбарлах нь утгагүй юм, тиймээс би эцсийн үр дүнг шууд өгөх болно:

2) Хажуугийн уртыг ол. Энэ бол ангид хамгийн энгийн асуудал юм. Дамми нарт зориулсан векторууд. Онооны хувьд Бид томъёог ашигладаг:

Үүнтэй ижил томъёог ашиглан бусад талуудын уртыг олоход хялбар байдаг. Шалгалтыг ердийн захирагчаар маш хурдан хийж болно.

Бид томъёог ашигладаг .

Векторуудыг олъё:

Тиймээс:

Дашрамд хэлэхэд, бид хажуугийн уртыг олсон.

Үр дүнд нь:

Энэ нь үнэн юм шиг санагдаж байна, үнэмшилтэй байхын тулд буланд протектор хавсаргаж болно.

Анхаар! Гурвалжны өнцгийг шулуун шугамын хоорондох өнцөгтэй андуурч болохгүй. Гурвалжны өнцөг нь мохоо байж болох ч шулуун шугамын хоорондох өнцөг боломжгүй (өгүүллийн сүүлийн догол мөрийг үзнэ үү). Онгоц дээрх шулуун шугамын хамгийн энгийн асуудлууд). Гэхдээ гурвалжны өнцгийг олохын тулд дээрх хичээлийн томъёог ашиглаж болно, гэхдээ барзгар байдал нь тэдгээр томьёо нь үргэлж хурц өнцөг өгдөг. Тэдний тусламжтайгаар би энэ асуудлыг төсөл дээр шийдэж, үр дүнд хүрсэн. Эцсийн хуулбар дээр би нэмэлт шалтаг бичих хэрэгтэй болно.

4) Шугамтай параллель цэгийг дайран өнгөрөх шулууны тэгшитгэлийг бич.

Хичээлийн 2-р жишээнд дэлгэрэнгүй авч үзсэн стандарт даалгавар Онгоц дээрх шулуун шугамын хамгийн энгийн асуудлууд. Шугамын ерөнхий тэгшитгэлээс Хөтөч векторыг гаргаж авцгаая. Цэг ба чиглэлийн векторыг ашиглан шулуун шугамын тэгшитгэлийг байгуулъя:

Гурвалжны өндрийг хэрхэн олох вэ?

5) Өндөрт тэгшитгэл үүсгэж, уртыг нь олцгооё.

Хатуу тодорхойлолтоос зугтах боломжгүй тул та сургуулийн сурах бичгээс хулгайлах хэрэгтэй болно.

Гурвалжингийн өндөр гурвалжны оройноос эсрэг талыг агуулсан шулуун руу татсан перпендикуляр гэнэ.

Өөрөөр хэлбэл оройгоос хажуу тийш зурсан перпендикулярын тэгшитгэлийг бий болгох шаардлагатай. Энэ даалгаврыг хичээлийн 6, 7-р жишээн дээр авч үзсэн болно Онгоц дээрх шулуун шугамын хамгийн энгийн асуудлууд. Eq-аас. хэвийн векторыг арилгах. Цэг ба чиглэлийн векторыг ашиглан өндрийн тэгшитгэлийг байгуулъя.

Бид цэгийн координатыг мэдэхгүй гэдгийг анхаарна уу.

Заримдаа перпендикуляр шулуунуудын өнцгийн коэффициентүүдийн харьцаанаас өндрийн тэгшитгэл олддог: . Энэ тохиолдолд: . Цэг ба өнцгийн коэффициент ашиглан өндрийн тэгшитгэлийг зохиоё (хичээлийн эхлэлийг үзнэ үү). Хавтгай дээрх шулуун шугамын тэгшитгэл):

Өндөр уртыг хоёр аргаар олж болно.

Тойрог зам бий:

a) олох - өндөр ба хажуугийн огтлолцлын цэг;
б) мэдэгдэж буй хоёр цэгийг ашиглан хэрчмийн уртыг ол.

Гэхдээ ангид Онгоц дээрх шулуун шугамын хамгийн энгийн асуудлуудцэгээс шулуун хүртэлх зайны тохиромжтой томьёог авч үзсэн. Цэг нь мэдэгдэж байна: , шугамын тэгшитгэл нь бас мэдэгдэж байна: , Тиймээс:

6) Гурвалжны талбайг тооцоол. Орон зайд гурвалжны талбайг уламжлалт байдлаар тооцоолдог векторуудын вектор үржвэр, гэхдээ энд бидэнд хавтгай дээрх гурвалжин өгөгдсөн. Бид сургуулийн томъёог ашигладаг:
- Гурвалжны талбай нь түүний суурь ба өндрийн үржвэрийн талтай тэнцүү байна.

Энэ тохиолдолд:

Гурвалжны медианыг хэрхэн олох вэ?

7) Медианд тэгшитгэл байгуулъя.

Гурвалжны медиан гурвалжны оройг эсрэг талын дунд хэсэгтэй холбосон хэрчмийг гэж нэрлэдэг.

a) Хажуугийн дунд цэгийг ол. Бидний хэрэглэдэг сегментийн дунд цэгийн координатын томъёо. Сегментийн төгсгөлийн координатууд нь мэдэгдэж байна: , дараа нь дунд хэсгийн координатууд:

Тиймээс:

Дундаж тэгшитгэлийг цэгээр байгуулъя :

Тэгшитгэлийг шалгахын тулд цэгүүдийн координатыг орлуулах хэрэгтэй.

8) Өндөр ба медиан огтлолцох цэгийг ол. Уран гулгалтын энэ элементийг унахгүйгээр хэрхэн хийхийг хүн бүр аль хэдийн сурсан гэж би бодож байна.

1-20-р бодлогод ABC гурвалжны оройг өгсөн болно.
Олно: 1) AB талын урт; 2) AB ба АС талуудын тэгшитгэл, тэдгээрийн өнцгийн коэффициент; 3) 0.01 нарийвчлалтай радиан дахь дотоод өнцөг А; 4) CD-ийн өндөр ба түүний уртын тэгшитгэл; 5) CD өндөр нь диаметртэй байх тойргийн тэгшитгэл; 6) ABC гурвалжинг тодорхойлох шугаман тэгш бус байдлын систем.

Гурвалжны талуудын урт:
|AB| = 15
|AC| = 11.18
|BC| = 14.14
М цэгээс d зай: d = 10
Гурвалжны оройн координатууд өгөгдсөн: A(-5,2), B(7,-7), C(5,7).
2) Гурвалжны талуудын урт
M 1 (x 1 ; y 1) ба M 2 (x 2 ; y 2) цэгүүдийн хоорондох d зайг дараах томъёогоор тодорхойлно.

8) Шугамын тэгшитгэл
A 1 (x 1 ; y 1) ба A 2 (x 2 ; y 2) цэгүүдийг дайран өнгөрөх шулуун шугамыг тэгшитгэлээр илэрхийлнэ.

AB шугамын тэгшитгэл


эсвэл

эсвэл
y = -3 / 4 x -7 / 4 эсвэл 4y + 3x +7 = 0
АС шугамын тэгшитгэл
Шугамын каноник тэгшитгэл:

эсвэл

эсвэл
y = 1/2 x + 9/2 эсвэл 2y -x - 9 = 0
BC шугамын тэгшитгэл
Шугамын каноник тэгшитгэл:

эсвэл

эсвэл
y = -7x + 42 эсвэл y + 7x - 42 = 0
3) Шулуун шугамын хоорондох өнцөг
Шулуун шугамын тэгшитгэл AB:y = -3 / 4 x -7 / 4
Шугамын тэгшитгэл AC:y = 1/2 x + 9/2
y = k 1 x + b 1 ба y 2 = k 2 x + b 2 өнцгийн коэффициент бүхий тэгшитгэлээр өгөгдсөн хоёр шулуун шугамын хоорондох φ өнцгийг дараах томъёогоор тооцоолно.

Эдгээр шугамын налуу нь -3/4 ба 1/2 байна. Томьёог ашиглаад баруун талын модулийг авч үзье.

tg φ = 2
φ = арктан(2) = 63.44 0 буюу 1.107 рад.
9) С оройгоор дамжин өнгөрөх өндрийн тэгшитгэл
N 0 (x 0 ;y 0) цэгийг дайран өнгөрөх ба шулуун шугамд перпендикуляр Ax + By + C = 0 шулуун нь чиглэлийн вектортой (A;B) тул тэгшитгэлээр илэрхийлэгдэнэ.



Энэ тэгшитгэлийг өөр аргаар олж болно. Үүний тулд AB шулуун шугамын k 1 налууг олъё.
AB тэгшитгэл: y = -3 / 4 x -7 / 4, i.e. k 1 = -3 / 4
Хоёр шулууны перпендикуляр байх нөхцлөөс перпендикулярын өнцгийн коэффициент k-ийг олъё: k 1 *k = -1.
Энэ шугамын налууг k 1-ийн оронд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна.
-3/4 k = -1, үүнээс k = 4/3
Перпендикуляр нь C(5,7) цэгийг дайран өнгөрч, k = 4 / 3 байх тул бид түүний тэгшитгэлийг y-y 0 = k(x-x 0) хэлбэрээр хайна.
x 0 = 5, k = 4 / 3, y 0 = 7-г орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна.
у-7 = 4/3 (x-5)
эсвэл
y = 4/3 x + 1/3 эсвэл 3y -4x - 1 = 0
AB шугамтай огтлолцох цэгийг олъё:
Бидэнд хоёр тэгшитгэлийн систем байна:
4ж + 3х +7 = 0
3y -4x - 1 = 0
Эхний тэгшитгэлээс бид y-г илэрхийлж, хоёр дахь тэгшитгэлд орлуулна.
Бид авах:
x = -1
y=-1
D(-1;-1)
9) С оройноос татсан гурвалжны өндрийн урт
M 1 (x 1 ;y 1) цэгээс Ax + By + C = 0 шулуун шугам хүртэлх d зай нь хэмжигдэхүүний абсолют утгатай тэнцүү байна.

C(5;7) цэг ба AB шугамын хоорондох зайг ол (4у + 3х +7 = 0)


Өндөрийн уртыг C(5;7) цэг ба D(-1;-1) цэгийн хоорондох зай гэх мэт өөр томьёог ашиглан тооцоолж болно.
Хоёр цэгийн хоорондох зайг координатаар дараах томъёогоор илэрхийлнэ.

5) CD өндөр нь диаметртэй байх тойргийн тэгшитгэл;
E(a;b) цэгт төвтэй R радиустай тойргийн тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.
(x-a) 2 + (y-b) 2 = R 2
CD нь хүссэн тойргийн диаметр тул түүний төв E нь CD сегментийн дунд цэг юм. Сегментийг хагасаар хуваах томъёог ашиглан бид дараахь зүйлийг олж авна.


Тиймээс E(2;3) ба R = CD / 2 = 5. Томъёог ашиглан бид хүссэн тойргийн тэгшитгэлийг олж авна: (x-2) 2 + (y-3) 2 = 25

6) ABC гурвалжинг тодорхойлох шугаман тэгш бус байдлын систем.
AB шугамын тэгшитгэл: y = -3 / 4 x -7 / 4
АС шугамын тэгшитгэл: y = 1/2 x + 9/2
BC шугамын тэгшитгэл: y = -7x + 42

Асуудал 1. ABC гурвалжны оройн координатууд өгөгдсөн: A(4; 3), B(16;-6), C(20; 16). Олно: 1) AB талын урт; 2) AB ба ВС талуудын тэгшитгэл, тэдгээрийн өнцгийн коэффициент; 3) хоёр цифрийн нарийвчлалтай радиан дахь B өнцөг; 4) CD өндөр ба түүний уртын тэгшитгэл; 5) дундаж AE-ийн тэгшитгэл ба энэ медианыг CD өндөртэй огтлолцох K цэгийн координатууд; 6) AB талтай параллель К цэгээр дамжин өнгөрөх шулуун шугамын тэгшитгэл; 7) CD шулуун шугамтай харьцуулахад А цэгт тэгш хэмтэй байрлалтай М цэгийн координатууд.

Шийдэл:

1. A(x 1 ,y 1) ба B(x 2 ,y 2) цэгүүдийн хоорондох d зайг томъёогоор тодорхойлно.

(1)-ийг ашигласнаар бид AB талын уртыг олно.

2. A(x 1 ,y 1) ба B(x 2 ,y 2) цэгүүдийг дайран өнгөрөх шулууны тэгшитгэл нь хэлбэртэй байна.

(2)

А ба В цэгүүдийн координатыг (2) орлуулснаар бид AB талын тэгшитгэлийг олж авна.

y-ийн сүүлчийн тэгшитгэлийг шийдсэний дараа бид AB талын тэгшитгэлийг өнцгийн коэффициент бүхий шулуун шугамын тэгшитгэл хэлбэрээр олно.

хаана

B ба C цэгүүдийн координатыг (2) орлуулснаар BC шулуун шугамын тэгшитгэлийг олж авна.

Эсвэл

3. Өнцгийн коэффициентүүд нь тус тус тэнцүү хоёр шулуун шугамын хоорондох өнцгийн тангенсыг томъёогоор тооцоолдог нь мэдэгдэж байна.

(3)

Хүссэн B өнцгийг AB ба BC шулуун шугамаар үүсгэсэн бөгөөд тэдгээрийн өнцгийн коэффициентүүд нь олддог: (3) -ийг ашиглан бид олж авна.

Эсвэл баяртай.

4. Өгөгдсөн цэгийг өгөгдсөн чиглэлд дайран өнгөрөх шулуун шугамын тэгшитгэл нь хэлбэртэй байна

(4)

CD өндөр нь AB тал руу перпендикуляр байна. CD өндрийн налууг олохын тулд шугамуудын перпендикуляр байдлын нөхцөлийг ашиглана. Түүнээс хойш С цэгийн координат ба өндрийн олсон өнцгийн коэффициентийг (4)-д орлуулж бид олж авна.

CD-ийн өндрийн уртыг олохын тулд эхлээд D цэгийн координат - AB ба CD шулуун шугамуудын огтлолцлын цэгийг тодорхойлно. Системийг хамтдаа шийдэх нь:

бид олдог, өөрөөр хэлбэл. D(8;0).

(1) томъёог ашиглан бид CD-ийн өндрийн уртыг олно.

5. Дундаж AE-ийн тэгшитгэлийг олохын тулд эхлээд сегментийг хоёр тэнцүү хэсэгт хуваах томьёог ашиглан ВС талын дунд байх Е цэгийн координатыг тодорхойлно.

(5)

Тиймээс,

А ба Е цэгүүдийн координатыг (2) орлуулснаар бид медианы тэгшитгэлийг олно.

CD өндөр ба медиан AE-ийн огтлолцох цэгийн координатыг олохын тулд тэгшитгэлийн системийг хамтдаа шийднэ.

Бид олдог.

6. Хүссэн шулуун шугам нь AB талтай параллель байх тул түүний өнцгийн коэффициент AB шулууны өнцгийн коэффициенттэй тэнцүү байна. Олдсон K цэгийн координат ба өнцгийн коэффициентийг (4)-д орлуулснаар бид олж авна

3x + 4y – 49 = 0 (KF)

7. AB шулуун нь CD шулуунтай перпендикуляр байх тул CD шулуунтай харьцангуй А цэгт тэгш хэмтэй байрлалтай хүссэн M цэг AB шулуун дээр байна. Үүнээс гадна D цэг нь AM сегментийн дунд цэг юм. Томъёо (5) ашиглан бид хүссэн M цэгийн координатыг олно.

ABC гурвалжин, CD өндөр, медиан AE, KF шулуун ба M цэгийг xOy координатын системд зурсан. 1.

Даалгавар 2. Өгөгдсөн A(4; 0) цэг ба өгөгдсөн x=1 шулуун хүртэлх зай нь 2-той тэнцүү цэгүүдийн байршлын тэгшитгэлийг үүсгэ.

Шийдэл:

xOy координатын системд бид A(4;0) цэг ба x = 1 шулуун шугамыг байгуулна. M(x;y) цэгүүдийн хүссэн геометрийн байршлын дурын цэг байцгаая. Өгөгдсөн х = 1 шулуунд MB перпендикулярыг буулгаж В цэгийн координатыг тодорхойлъё. В цэг нь өгөгдсөн шулуун дээр байрлах тул түүний абсцисса нь 1-тэй тэнцүү байна. В цэгийн ординат нь М цэгийн ординаттай тэнцүү байна. Тиймээс B(1;y) (Зураг 2).

Асуудлын нөхцөлийн дагуу |МА|: |MV| = 2. Зайнууд |MA| болон |MB| 1-р асуудлын (1) томъёоноос бид дараах зүйлийг олно.

Зүүн ба баруун талыг квадрат болгосноор бид авна

Үүссэн тэгшитгэл нь бодит хагас тэнхлэг нь a = 2, төсөөллийн хагас тэнхлэг нь гипербола юм.

Гиперболын голомтыг тодорхойлъё. Гиперболын хувьд тэгш байдал хангагдана.Иймээс, ба - гиперболын заль мэх. Таны харж байгаагаар өгөгдсөн A(4;0) цэг нь гиперболын зөв фокус юм.

Үүссэн гиперболын хазайлтыг тодорхойлъё.

Гиперболын асимптотуудын тэгшитгэл нь ба хэлбэртэй байна. Иймээс эсвэл ба нь гиперболын асимптотууд юм. Гиперболыг бүтээхийн өмнө бид түүний асимптотуудыг байгуулдаг.

Асуудал 3. А(4; 3) цэг ба шулуун шугам y = 1-ээс ижил зайд байрлах цэгүүдийн байршлын тэгшитгэлийг үүсгэ. Гарсан тэгшитгэлийг хамгийн энгийн хэлбэрт оруул.

Шийдэл: M(x; y) цэгүүдийн хүссэн геометрийн байршлын нэг цэг байг. М цэгээс y = 1 шулуун шугам руу перпендикуляр MB буулгая (Зураг 3). В цэгийн координатыг тодорхойлъё. Мэдээж В цэгийн абсцисса нь М цэгийн абсцисса, В цэгийн ординат нь 1, өөрөөр хэлбэл B(x; 1)-тэй тэнцүү байна. Бодлогын нөхцлийн дагуу |MA|=|MV|. Иймээс хүссэн цэгүүдийн геометрийн байршилд хамаарах дурын M(x;y) цэгийн хувьд дараах тэгш байдал үнэн болно.

Үүссэн тэгшитгэл нь цэг дээр оройтой параболыг тодорхойлно.Параболын тэгшитгэлийг хамгийн энгийн хэлбэрт оруулахын тулд y + 2 = Y гэж тогтоовол параболын тэгшитгэл дараах хэлбэрийг авна.

Зааварчилгаа

Танд гурван оноо өгсөн. Тэдгээрийг (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3) гэж тэмдэглэе. Эдгээр цэгүүд нь заримын оройнууд гэж таамаглаж байна гурвалжин. Даалгавар бол түүний талуудын тэгшитгэлийг бий болгох явдал юм - илүү нарийвчлалтай, эдгээр талууд байрладаг шугамуудын тэгшитгэл. Эдгээр тэгшитгэлүүд дараах байдлаар харагдах ёстой.
y = k1*x + b1;
y = k2*x + b2;
y = k3*x + b3. Тиймээс та k1, k2, k3 өнцгийн утгууд болон b1, b2, b3 шилжилтийг олох хэрэгтэй.

(x1, y1), (x2, y2) цэгүүдийг дайран өнгөрөх шулууныг ол. Хэрэв x1 = x2 бол хүссэн шугам босоо байх ба тэгшитгэл нь x = x1 байна. Хэрэв y1 = y2 бол шугам нь хэвтээ бөгөөд тэгшитгэл нь y = y1 байна. Ерөнхийдөө эдгээр координатууд хоорондоо таарахгүй.

Шулуун шугамын ерөнхий тэгшитгэлд координатуудыг (x1, y1), (x2, y2) орлуулснаар хоёр шугаман тэгшитгэлийн систем гарч ирнэ: k1*x1 + b1 = y1;
k1*x2 + b1 = y2.Нэг тэгшитгэлийг нөгөөгөөсөө хасаад үүссэн тэгшитгэлийг k1-ийн хувьд шийд: k1*(x2 - x1) = y2 - y1, тиймээс k1 = (y2 - y1)/(x2 - x1).

Анхны тэгшитгэлийн аль нэгэнд олсон зүйлээ орлуулан b1 илэрхийллийг ол:((y2 - y1)/(x2 - x1))*x1 + b1 = y1;
b1 = y1 - ((y2 - y1)/(x2 - x1))*x1. Бид x2 ≠ x1 гэдгийг аль хэдийн мэдэж байгаа тул y1-ийг (x2 - x1)/(x2 - x1) үржүүлээд илэрхийллийг хялбарчилж болно. Дараа нь b1-ийн хувьд та дараах илэрхийллийг авах болно: b1 = (x1*y2 - x2*y1)/(x2 - x1).

Өгөгдсөн цэгүүдийн гуравны нэг нь олсон шулуун дээр байгаа эсэхийг шалгана уу. Үүнийг хийхийн тулд үүссэн тэгшитгэлд (x3, y3) орлуулж, тэгш байдал биелэх эсэхийг шалгана уу. Хэрэв энэ нь ажиглагдвал гурван цэг бүгд нэг шулуун дээр байрладаг бөгөөд гурвалжин нь сегмент болж хувирдаг.

Дээр дурдсантай адил (x2, y2), (x3, y3) болон (x1, y1), (x3, y3) цэгүүдийг дайран өнгөрөх шулуунуудын тэгшитгэлийг гарга.

Оройнуудын координатаар өгөгдсөн гурвалжны талуудын тэгшитгэлийн эцсийн хэлбэр нь: (1) y = ((y2 - y1)*x + (x1*y2 - x2*y1))/(x2 - x1) );
(2) у = ((y3 - y2)*x + (x2*y3 - x3*y2))/(x3 - x2);
(3) y = ((y3 - y1)*x + (x1*y3 - x3*y1))/(x3 - x1).

Олох тэгшитгэл намууд гурвалжин, юуны өмнө хавтгай дээрх шулууны чиглэлийн вектор s(m, n) болон шулуунд хамаарах зарим M0(x0, y0) цэг нь мэдэгдэж байвал түүний тэгшитгэлийг хэрхэн олох вэ гэсэн асуултыг шийдэхийг оролдох ёстой.

Зааварчилгаа

М(х, у) дурын (хувьсах, хөвөгч) цэгийг аваад М0M =(x-x0, y-y0) вектор байгуул (М0M(x-x0, y-y0) гэж бичнэ), энэ нь мэдээж коллинеар байх болно. (зэрэгцээ ) k s. Дараа нь бид эдгээр векторуудын координатууд пропорциональ байна гэж дүгнэж болно, тиймээс бид каноник шулуун шугам үүсгэж болно: (x-x0)/m = (y-y0)/n. Асуудлыг шийдвэрлэхэд энэ харьцааг ашиглана.

Цаашдын бүх үйлдлийг арга дээр үндэслэн тодорхойлно .1-р арга. Гурвалжныг гурван оройнх нь координатаар, сургуулийн геометрт гурвын уртаар нь өгдөг. намууд(1-р зургийг үз). Өөрөөр хэлбэл, нөхцөл нь M1(x1, y1), M2(x2, y2), M3(x3, y3) цэгүүдийг агуулна. Тэдгээр нь тэдгээрийн радиус векторуудтай тохирч байна) OM1, 0M2 ба OM3 цэгүүдтэй ижил координаттай. Авахын тулд тэгшитгэл намууд s M1M2 нь түүний чиглэлийн вектор M1M2=OM2 – OM1=M1M2(x2-x1, y2-y1) болон M1 эсвэл M2 цэгүүдийн аль нэгийг (энд доод индекстэй цэгийг авсан) шаарддаг.

Тэгэхээр төлөө намууд y M1M2 шугамын каноник тэгшитгэл (x-x1)/(x2-x1)=(y-y1)/(y2-y1). Цэвэр индуктив байдлаар бид бичиж чадна тэгшитгэлбусад намууд.For намууд s М2М3: (x-x2)/(x3-x2)=(y-y2)/(y3-y2). Учир нь намууд s М1М3: (x-x1)/(x3-x1)=(y-y1)/(y3-y1).

2-р арга. Гурвалжин нь хоёр цэг (M1(x1, y1) ба M2(x2, y2)-ийн өмнөхтэй ижил), мөн нөгөө хоёрын чиглэлийн нэгж векторуудаар тодорхойлогддог. намууд. Учир нь намууд s М2М3: p^0(m1, n1). M1M3-ийн хувьд: q^0(м2, n2). Тиймээс төлөө намууд s M1M2 нь эхний аргынхтай адил байх болно: (x-x1)/(x2-x1)=(y-y1)/(y2-y1).

Учир нь намууд s М2М3 нь каноникийн цэг (x0, y0). тэгшитгэл(x1, y1), чиглэлийн вектор нь p^0(m1, n1) байна. Учир нь намууд s M1M3, (x2, y2) цэгийг (x0, y0) авч, чиглэлийн вектор нь q^0(m2, n2). Тиймээс M2M3-ийн хувьд: тэгшитгэл (x-x1)/m1=(y-y1)/n1.M1M3-ийн хувьд: (x-x2)/m2=(y-y2)/n2.

Сэдвийн талаархи видео

Зөвлөгөө 3: Хэрэв цэгүүдийн координат өгөгдсөн бол гурвалжны өндрийг хэрхэн олох вэ

Өндөр нь зургийн дээд хэсгийг эсрэг талтай холбосон шулуун шугамын сегмент юм. Энэ сегмент нь хажуу талдаа перпендикуляр байх ёстой тул орой бүрээс зөвхөн нэгийг зурж болно өндөр. Энэ зурагт гурван орой байгаа тул ижил тооны өндөр байна. Хэрэв гурвалжинг оройнуудынх нь координатаар өгвөл өндрийн тус бүрийн уртыг жишээ нь талбайг олох, талуудын уртыг тооцоолох томъёогоор тооцоолж болно.

Зааварчилгаа

Хажуугийн уртыг тооцоолж эхэл гурвалжин. томилох координатууддараах байдалтай байна: A(X₁,Y₁,Z₁), B(X₂,Y₂,Z₂) болон C(X₃,Y₃,Z₃). Дараа нь AB = √((X₁-X₂)² + (Y₁-Y₂)² + (Z₁-Z₂)²) томъёог ашиглан AB талын уртыг тооцоолж болно. Нөгөө хоёр талын хувьд эдгээр нь дараах байдлаар харагдана: BC = √((X₂-X₃)² + (Y₂-Y₃)² + (Z₂-Z₃)²) ба AC = √((X₁-X₃)² + (Y₁) -Y₃ )² + (Z₁-Z₃)²). Жишээ нь, төлөө гурвалжин A(3,5,7), B(16,14,19) ба C(1,2,13) ​​координатуудтай бол AB талын урт нь √((3-16)² + (5-14) байх болно. )² + (7 -19)²) = √(-13² + (-9²) + (-12²)) = √(169 + 81 + 144) = √394 ≈ 19.85. Үүнтэй ижил аргаар тооцсон BC ба AC талуудын урт нь √(15² + 12² + 6²) = √405 ≈ 20.12 ба √(2² + 3² + (-6²)) = √49 = 7 болно.

Өмнөх алхамд олж авсан гурван талын уртыг мэдэх нь талбайг тооцоолоход хангалттай гурвалжин(S) Хероны томъёогоор: S = ¼ * √((AB+BC+CA) * (BC+CA-AB) * (AB+CA-BC) * (AB+BC-CA)). Жишээлбэл, координатаас олж авсан утгуудыг энэ томъёонд орлуулна гурвалжин-өмнөх алхамын дээж, энэ нь утгыг өгнө: S = ¼*√((19.85+20.12+7) * (20.12+7-19.85) * (19.85+7-20.12 ) * (19.85+20.12-7) ) = ¼*√(46.97 * 7.27 * 6.73 * 32.97) ≈ ¼*√75768.55 ≈ ¼*275.26 = 68.815 .

Талбай дээр үндэслэсэн гурвалжин, өмнөх алхамд тооцоолсон, хоёр дахь шатанд олж авсан талуудын уртыг талууд тус бүрийн өндрийг тооцоолно. Талбай нь өндрийн болон түүнийг татсан талын уртын үржвэрийн хагастай тэнцүү тул өндрийг олохын тулд хоёр дахин нэмэгдсэн талбайг хүссэн талын уртаар хуваана: H = 2*S/a. Дээр ашигласан жишээний хувьд AB тал руу буулгасан өндөр нь 2*68.815/16.09 ≈ 8.55, ВС тал хүртэлх өндөр нь 2*68.815/20.12 ≈ 6.84 урттай байх ба AC талын хувьд энэ утга нь тэнцүү байх болно. 2 *68.815/7 ≈ 19.66.

Эх сурвалжууд:

• Өгөгдсөн цэгүүд гурвалжны талбайг ол

Зөвлөгөө 4: Гурвалжны оройн координатыг ашиглан талуудын тэгшитгэлийг олох арга

Аналитик геометрийн хувьд хавтгай дээрх гурвалжинг декартын координатын системээр тодорхойлж болно. Оройнуудын координатыг мэдэхийн тулд та гурвалжны талуудын тэгшитгэлийг үүсгэж болно. Эдгээр нь огтлолцож дүрс үүсгэдэг гурван шулуун шугамын тэгшитгэл байх болно.